【摘 要】
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当今世界随着科学技术的不断进步,以人工智能、虚拟现实技术(VR)、增强现实技术(AR)为典型的新技术开始不断创新和涌现,为人们在更深层次探索未知世界提供了可能。其中,AR技术为支撑的教育软件和书籍以其较强的沉浸性和交互性广受研究者和一线教研人员的青睐。对于小学《科学》课程而言,其教学目标除了对其科学知识有基本的要求,还对基础的科学能力、兴趣和价值观等方面更为重视。而AR教育游戏与小学《科学》课程相
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当今世界随着科学技术的不断进步,以人工智能、虚拟现实技术(VR)、增强现实技术(AR)为典型的新技术开始不断创新和涌现,为人们在更深层次探索未知世界提供了可能。其中,AR技术为支撑的教育软件和书籍以其较强的沉浸性和交互性广受研究者和一线教研人员的青睐。对于小学《科学》课程而言,其教学目标除了对其科学知识有基本的要求,还对基础的科学能力、兴趣和价值观等方面更为重视。而AR教育游戏与小学《科学》课程相结合,可以充分发挥AR技术的优势,提供一种富有趣味性的知识探索方式,让晦涩难懂的知识以三维立体的形式展现出来,从而提高学生的学习兴趣和探究能力。本研究在多元动机理论的指导下,选取小学《科学》四年级下册(科教版)生命科学领域“新的生命”一单元为主要教学内容,以Unity 3D为教育游戏开发平台,以Vuforia为主要SDK设计与开发了一款科普类AR教育游戏“绿植家园”。并将其应用到南昌市某小学进行实例研究,在进行实验班和对照班的教学应用后,通过问卷和量表来测试两班的平均成绩和AR教育游戏“绿植家园”的课堂应用效果。最终发现相较于使用传统教学方式的对照班,采用AR教育游戏进行教学的实验班后测成绩有了明显的提高,AR教育游戏辅助教学的效果明显。本文主要采用文献研究法、问卷调查法、访谈法和准实验研究法开展研究工作。第一章通过对中小学进行调查后发现现今小学《科学》课程存在诸多问题。进而以此为基础,概述本研究的研究背景和研究问题,对研究目的及意义进行总结后,构思出整个研究的研究思路并加以阐述,选择合适的研究方法,对研究内容进行总结。第二章主要对几个核心概念进行界定,并总结本研究的相关理论基础。而后通过文献研究法,对国内外相关文献整理与分析,最终发现以多元动机理论进行AR教育游戏设计的相关研究是存在缺失的,且以多元动机理论进行AR教育游戏的开发存在一定的优势。第三章主要是基于多元动机理论的“绿植家园”AR教育游戏的设计部分。首先采用问卷和访谈的形式对教师和学生进行了整体的需求分析。其次,对所要设计的AR教育游戏进行教学设计,最终对AR教育游戏“绿植家园”进行了完整的游戏设计。第四章则是进行“绿植家园”AR教育游戏的开发工作,包括开发工作的整个流程以及各个功能的实现过程。第五章则是将“绿植家园”AR教育游戏进行实际的教学应用,并将应用过程进行总结概括。而第六章节则是完成整个研究过程后,对研究得出结论,并阐述本研究的不足之处及创新点,最终得出研究展望。由本研究可知,笔者设计的多元动机理论框架应用于AR教育游戏的设计效果较好,且开发出来的AR教育游戏经过教学应用,实验班学生平均成绩相较于对照班学生成绩有了更加明显的提高。“绿植家园”AR教育游戏确实可以促进学生相关知识的学习,培养学生学习科学的兴趣,提高课堂的学习效率。可见基于多元动机理论所设计的AR教育游戏在科学教学中有较好的发展前景,未来教育应该是综合促进各种新技术与教育教学深度融合的过程。
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